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糖基转移酶广泛存在于植物中,决定糖苷键的形成,它能将活性糖基从核苷糖,通常是尿嘧啶核苷二磷酸-葡萄糖(UDP-glucose)转移到激素、次级代谢物、病原菌浸染物以及植物内外源毒性物质等一系列的植物分子上。糖基化往往改变植物分子化合物的生物活性、稳定性、水溶性、运输特性、亚细胞定位以及与受体的相互识别与特异性结合,另外还能降低或者除去内源外源物质的毒性。植物分子的糖基化是一种很普遍的生理现象,是植物细胞维持代谢平衡的主要机制之一。植物分子的糖基化涉及植物激素平衡、植物防御反应、植物脱毒反应、植物的次生代谢以及植物信号转导等多方面功能,对于维持植物的正常生长发育具有重要意义。拟南芥含有众多的糖基转移酶基因,其大部分的功能并不清楚。为了研究这些基因的功能以及开发它们在育种上的应用价值,本论文通过细胞工程和基因工程操作技术,对拟南芥的三个糖基转移酶基因进行了克隆和遗传转化研究,最终获得了它们的转基因拟南芥和转基因烟草。该论文为进一步研究这些基因的功能和应用奠定了基础。论文的主要内容和结果如下。1.克隆了拟南芥的三个糖基转移酶基因并构建了它们的植物表达载体。利用RT-PCR方法从拟南芥中克隆到UGT71B2、UGT75C1、UGT78D1三个糖基转移酶基因的cDNA全长序列。分别将这三个基因克隆进载体pBluescriptⅡ SK(+),测序结果表明了序列的正确性。将三个基因替换pBI121中的GUS基因,分别构建了它们的植物过表达载体,用于植物的遗传转化。2.获得了三个基因的转基因拟南芥和转基因烟草。利用农杆菌介导的遗传转化法对拟南芥和烟草进行了转基因研究,经过卡那霉素抗性筛选、PCR检测、RT-PCR检测,获得这三个基因的过表达转基因拟南芥纯合体株系。同时,还获得了糖基转移酶基因UGT71B2的过表达转基因烟草株系。3.初步分析了糖基转移酶基因UGT78D1的功能。通过三引物PCR方法鉴定了拟南芥UGT78D1基因的T-DNA插入突变纯合体。通过与野生型拟南芥的比较发现,UGT78D1突变体的主根明显比野生型的主根短,推测可能是由于该基因的突变影响了植物内源激素的动态平衡。利用DR5::GUS进行的生长素分析以及突变体的功能恢复实验正在进行中。4.通过本课题研究,掌握了细胞工程与基因工程相关领域的基础理论与技术方法,例如基因克隆技术、载体构建技术、组织培养技术、植物转基因技术、基因表达分析技术等等,为今后从事于作物的分子设计或基因工程药物开发等相关工作奠定了良好的技术基础。